WSTĘP DO GEOGRAFII FIZYCZNEJ SYSTEMOWY OBRAZ PRZYRODY - PODSTAWY

1. WSTĘP DO GEOGRAFII FIZYCZNEJSYSTEMOWY OBRAZ PRZYRODY - PODSTAWY Wykład dla I roku Zaocznego Studium Geografii w roku akademickim 2007/8

2. Ziemia: jedna całośćhierarchiczna struktura systemu

3. Skomplikowany świat Narysowana przez program komputerowy sieć troficzna północno-zachodniego Atlantyku (Lavigne 1996)

4. Wyjaśnianie Testowanie (walidacja) LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELEOTACZAJĄCEGO ŚWIATA NAUKOWE POZNAWANIE ŚWIATA Obserwowane zjawiska Teoria

5. Naukowametodologia poznawaniaprzyrody

6. Testowanie hipotezy:„palenie papierosów zwiększa ryzyko raka płuc”

7. LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELEOTACZAJĄCEGO ŚWIATAPOJĘCIE SYSTEMU – TRZY ZASADY • Wyodrębnienie systemu od otoczenia. System jest to pewna całość, która znajduje się w określonych wzajemnych stosunkach ze swoim otoczeniem. Dzięki ograniczeniu tych stosunków system zachowuje pewną autonomię. • Budowa systemu z podsystemów, które oddziaływają na siebie wzajemnie, przy czym interakcje te mają istotny wpływ na właściwości systemu jako całości. • Ograniczona zmienność systemu w czasie. System podlega większym lub mniejszym zmianom w czasie, ale zachowuje przy tym pewne właściwości podstawowe, swoją istotę.

8. LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATACECHY SYSTEMÓW • System jest pojęciem abstrakcyjnym, gdyż zakłada generalizację, czy też idealizację świata realnego. • Wszystkie systemy charakteryzują się pewną strukturą – organizacją wewnętrzną. • Cechą wyróżniającą konkretny system w stosunku do otaczającego go świata są strukturalne i funkcjonalne zależności między jego składnikami. • Zależności funkcjonalne implikują istnienie przepływu (transferu) pewnych obiektów. • Zależności funkcjonalne wymagają istnienia pewnej siły sterującej lub źródła energii. • Wszystkie systemy funkcjonują do pewnego stopnia jednakowo. • Wszystkie systemy wykazują pewien stopień integracji w czasie i w przestrzeni.

9. LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATASYTEMY TERMODYNAMICZNE = SYSTEMY ENERGII • DEFINICJA: Systemem termodynamicznym nazywamy wyodrębnioną „porcję” materii wraz energią w niej zawartą, oraz zjawiska wymiany energii między systemem oraz jego otoczeniem. • System energii zajmuje określone miejsce w przestrzeni i w czasie zdefiniowane przez jego granicę, oddzielającą go od reszty świata – otoczenia systemu. • System energii jest charakteryzowany przez jego stan będący odzwierciedleniem trzech jego właściwości: • elementów budujących system, • ich atrybutów czy też stanów, • relacji między elementami decydujących organizacji systemu.

10. energia energia LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELEOTACZAJĄCEGO ŚWIATAMODELE TERMODYNAMICZNE=MODELE ENERGII System izolowany System zamknięty energia energia System otwarty materia materia

11. Systemy: izolowany,zamknięty i otwarty

12. SYSTEM OTWARTY np. jezioro Materia i energia zarówno dopływają, jak i uciekają z systemu

13. SYSTEM ZAMKNIĘY np. akwarium Tylko energia jest wymieniana z otoczeniem SYSTEM IZOLOWANY np. lustrzany pojemnik Nie zachodzi żadna wymiana między wnętrzem systemu, a jego otoczeniem

14. Pojęcia służące do opisu systemów (przyrodniczych)

15. LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATARÓWNOWAGA SYTEMU

16. LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATARÓWNOWAGA SYTEMU

17. LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATAMECHANIZM SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO

18. DODATNIE SPRZĘŻENIE ZWROTNE: • Jasna powierzchnia odbija od 40 do 90% padającego światła słonecznego. • Atmosfera ponad powierzchnią śniegu i lodu oziębia się, a to powoduje rozrost pokrywy lodowej. • Powiększenie pokrywy śnieżnej i lodowej indukuje dalsze oziębienie.

19. NEGATYWNE SPRZĘŻENIE ZWROTNE: • Wzrastająca emisja CO2 i innych gazów ze źródeł przemysłowych i transportu samochodowego powoduje dodatkowy efekt cieplarniany i wzrost temperatury. • Wzrost temperatury powoduje wzmożone parowanie z oceanów i wzrost zachmurzenia • Chmury silnie odbijają promieniowanie słonecznie i powodują ochłodzenie

20. Systemy dynamiczneto takie w których dopływająca energia jest zużywana na pracę, która wraz z upływem czasu zmienia warunki ich funkcjonowania lub ich stan • Energia posiada zdolność do wykonywania pracy • Proces to sposób w jaki zachodzą zmiany: • wulkanizm • procesy górotwórcze • erozja • Powodzie • Większość systemów przyrodniczych na Ziemi to systemy dynamiczne

21. Systemy dynamiczne które dążą do stanu równowagi Stan równowagi systemu: dopływy energii/materii równoważą ubytki Przykład: OCEANY Zasoby wody i rozpuszczonych soli zmieniły się niewiele w czasie ostatnich kilku tysięcy lat Lecz co działo się w dłuższym przedziale czasu? Czy w innej perspektywie możemy uważać oceany za system w stanie równowagi?

22. Wzrost poziomu morza ~20 tys. lat temupoziomoceanów był o 120 m niższy niż obecnie; północne części kontynentów na półkuli N pokryte były rozległymi czapami lodowymi W okresie pomiędzy 16 a 8 tys. lat BP globalne ocieplenie spowodowało zanik lądolodów z wyjątkiem grenlandzkiego i antarktycznego Oceany nie mogły utrzymywać wtedy istniejącego poprzednio stanu równowagi dopływ > odpływ

23. Ziemia jako system Erupcja wulkanu Pinatubo w 1991 Zwykły rozkład pyłów w atmosferze (poza obszarem Oceanu Indyjskiego) w okresie od 19 do 27 czerwca 1991 Pas cząstek pochodzących z erupcji w strefie równikowej w okresie od 8 do 14 sierpnia 1991

24. Wpływ erupcji wulkanicznych na klimat

25. Efekt klimatyczny erupcji Pinatubo

26. Jakie zmiany w środowisku wywołała erupcja Pinatubo w 1991 roku? • Spadek średniej globalnej temperatury powietrza w wyniku oddziaływania odbijających promieniowanie słoneczne gazów i popiołów. Między sierpniem 1992 a sierpniem 1993 temperatura obniżyła się o 0,5C powodując okresowe odwrócenie trendu globalnego ocieplenia. • Anomalie pogodowe na całej kuli ziemskiej: • huragan Andrew na Atlantyku w sierpniu 1992, • huragan Iniki na Pacyfiku we wrześniu 1992, • długotrwałe opady i powodzie w zachodniej części USA latem 1993 roku.